JP5070900B2 - Belt for continuously variable transmission and belt type continuously variable transmission - Google Patents
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Description
この発明は、溝幅を変更できる少なくとも一対のプーリに巻き掛けられてこれらのプーリの間で動力を伝達し、かつ溝幅の変化に応じてプーリに対する巻き掛け半径が変化して変速比を連続的に変化させる無段変速機用ベルトおよびそのベルトを使用したベルト式無段変速機に関するものである。 This invention is wound around at least a pair of pulleys whose groove width can be changed to transmit power between these pulleys, and the winding radius with respect to the pulley changes according to the change in the groove width so that the transmission ratio is continuously maintained. TECHNICAL FIELD The present invention relates to a continuously variable transmission belt and a belt type continuously variable transmission using the belt.
この種のベルトとして、エレメントあるいはブロックなどと称される多数の金属片を環状に配列し、これらのエレメントを、リングあるいはバンドなどと称される金属製の環状の帯状体で結束した構成のベルトが知られている。そのエレメントのベルト幅方向における左右両側面は、プーリの溝を形成しているテーパー状の2面(コーン面)に接触するように、いわゆるV字状の傾斜面として構成されている。そして、その傾斜面がプーリのコーン面に接触することにより、両者の間で生じる摩擦力によって動力を伝達するように構成されている。 As a belt of this type, a belt having a structure in which a large number of metal pieces called elements or blocks are arranged in a ring shape, and these elements are bound together by a metal ring-shaped band called a ring or a band. It has been known. The left and right side surfaces of the element in the belt width direction are configured as so-called V-shaped inclined surfaces so as to contact two tapered surfaces (cone surfaces) forming a pulley groove. And it is comprised so that motive power may be transmitted by the frictional force which arises between both by the inclined surface contacting the cone surface of a pulley.
また、その摩擦力を確保するために、プーリによってエレメントを挟み付けるように構成されており、これは、具体的には、プーリが、固定プーリと、これに対向する可動プーリとによって構成され、可動プーリを固定プーリ側に押圧することにより、これら固定プーリと可動プーリとの間にエレメントを挟み付けるようになっている。そして、このような挟持力(もしくは挟圧力)に対抗してベルトが環状を維持するように、各エレメントがリングによって結束されている。 Moreover, in order to ensure the frictional force, it is comprised so that an element may be pinched | interposed with a pulley, and, specifically, this is comprised by the fixed pulley and the movable pulley opposite to this, By pressing the movable pulley toward the fixed pulley, the element is sandwiched between the fixed pulley and the movable pulley. Each element is bound by a ring so that the belt maintains an annular shape against such clamping force (or clamping pressure).
上記のリングは、各プーリの間では直線状に引っ張られるが、プーリに巻き掛かっている部分は、その巻き掛け半径に応じた曲率で湾曲する。このような形状の変化が、無段変速機の動作中に繰り返し生じるので、従来では、薄板状の環状材を積層して前記リングを構成している。 The ring is pulled linearly between the pulleys, but a portion wound around the pulley is curved with a curvature corresponding to the winding radius. Since such a change in shape repeatedly occurs during the operation of the continuously variable transmission, conventionally, the ring is formed by laminating thin plate-like annular materials.
このような構成のリングでは、これを構成している薄板状の環状材同士の間で摩擦が生じ、これに加えて最内層の環状材とエレメントとの間でも摩擦が生じる。それらの各部位での摩擦力が相違することによるリングの耐久性の低下を防止するために、無端状の金属リングを複数枚積層した金属リング集合体(リング)に、多数の金属ブロック(エレメント)を支持してなる無段変速機用ベルトであって、エレメントのサドル面に接触する最内層の金属リングとサドル面との間の摩擦係数と、相互に接触する金属リング同士の摩擦係数とが、ほぼ一致するように構成された無段変速機用ベルトに関する発明が、特許文献1に記載されている。
In the ring having such a configuration, friction occurs between the thin plate-shaped annular members constituting the ring, and in addition, friction also occurs between the innermost layer annular member and the element. In order to prevent the durability of the ring from deteriorating due to the difference in frictional force at each of these parts, a large number of metal blocks (elements) are attached to a metal ring assembly (ring) in which a plurality of endless metal rings are laminated. ) And a friction coefficient between the innermost metal ring that contacts the saddle surface of the element and the saddle surface, and a friction coefficient between the metal rings that contact each other.
また、特許文献2には、エレメントのボデー底部に設けられた凹部内に、無段変速機用ベルトとしてその凹部により形成される周長より長い姿勢制御用無端状帯材を圧接して、エレメントに対してリングによる外圧に対向して内圧を付与することによって、エレメント列の姿勢を整えるように構成された無段変速機用ベルトに関する発明が記載されている。
Further, in
そして、特許文献3には、左右のプーリ当接面における板厚に偏差を有する金属エレメントを使用しても、プーリとの間でエッジコンタクトを発生させないようにする無段変速機用ベルトにおける金属エレメントの組み合わせ方法に関する発明が記載されている。
And in
従来のベルト式無段変速機は、上記のように、プーリが固定プーリと可動プーリとによって構成されているので、変速比を変えるために、一方のプーリにおける可動プーリを固定プーリ側に移動し、かつ他方のプーリにおける可動プーリを固定プーリから離れる方向に移動させた場合、それぞれのプーリにおける溝幅方向の中心位置が変動する。したがって、各プーリにおける溝幅方向での中心位置が相対的にずれている状態では、一方のプーリに巻き掛かっている部分でのベルトの幅方向の中心と、他方のプーリに巻き掛かっている部分でのベルトの幅方向の中心とが、軸線方向に相対的にずれてしまい、各プーリの間のベルトが直線状に配列されている部分は、各プーリに対して斜めに張られることになる。すなわちいわゆる芯ずれが生じる。 In the conventional belt-type continuously variable transmission, as described above, the pulley is composed of the fixed pulley and the movable pulley. Therefore, in order to change the gear ratio, the movable pulley in one pulley is moved to the fixed pulley side. When the movable pulley in the other pulley is moved away from the fixed pulley, the center position of each pulley in the groove width direction varies. Therefore, in the state where the center position in the groove width direction of each pulley is relatively shifted, the center in the width direction of the belt in the portion that is wound around one pulley and the portion that is wound in the other pulley The center of the belt in the width direction of the belt is relatively displaced in the axial direction, and the portion where the belts between the pulleys are linearly arranged is stretched obliquely with respect to the pulleys. . That is, so-called misalignment occurs.
したがって、そのような芯ずれが生じている状態では、プーリに対してエレメントが斜めになって進入する。すなわち、エレメントが、プーリの中心軸線を含む面に対して平行にならずに、傾斜した姿勢でプーリの溝に進入する。そのために、エレメントの左右両端部が、プーリのコーン面に片当たり(もしくは肩当たり)し、その結果、両者の接触面積が小さくなって、接触面圧が増大し、これが原因となって、エレメントやコーン面の摩耗が進行する可能性があった。 Therefore, in a state where such misalignment has occurred, the element enters obliquely with respect to the pulley. That is, the element enters the groove of the pulley in an inclined posture without being parallel to the plane including the central axis of the pulley. For this reason, the left and right ends of the element come into contact (or shoulder contact) with the cone surface of the pulley, and as a result, the contact area between the two becomes smaller and the contact surface pressure increases. There was a possibility that the wear on the cone surface would progress.
この発明は上記の技術的課題に着目してなされたものであり、プーリに対するエレメントの姿勢を矯正してエレメントやプーリの摩耗を抑制することのできる無段変速機用ベルトおよびベルト式無段変速機を提供することを目的とするものである。 The present invention has been made paying attention to the above technical problem, and is a belt for continuously variable transmission and a belt type continuously variable transmission that can suppress the wear of the element and pulley by correcting the posture of the element with respect to the pulley. The purpose is to provide a machine.
上記の目的を達成するために、請求項1の発明は、板状に形成されて互いに対向して環状に配列される多数のエレメントを、互いに幅方向に並列して配列される複数の無端環状のリングでそれらエレメントとリングとの相対移動が可能なように結束して構成されるとともに、溝の幅を変更可能な1対のプーリに前記エレメントが挟み付けられるように前記溝に巻き掛けられる無段変速機用ベルトにおいて、前記プーリに巻き掛けられた状態で前記リングがその内周側へ前記エレメントを押圧する押し付け力を、少なくとも2つの前記リングの間で相対的に異ならせているものであって、少なくとも2つの前記リングの周長を相対的に異ならせることにより、それら少なくとも2つの前記リングに対する前記押し付け力を相対的に異ならせていることを特徴とする無段変速機用ベルトである。
In order to achieve the above-mentioned object, the invention of
さらに、請求項2の発明は、請求項1の発明において、前記1対のプーリにおけるそれぞれの中心位置が相対的にずれた状態で前記エレメントが前記いずれか一方のプーリの溝にその一方のプーリの中心軸線を含む面に対して傾斜して進入する芯ずれが生じた際に前記エレメントの進行方向に対して遅れる端部側に配列された少なくとも1つの前記リングの周長を、前記芯ずれが生じた際に前記エレメントの進行方向に対して進む端部側に配列された少なくとも1つの前記リングの周長よりも短くすることにより、少なくとも2つの前記リングの周長を相対的に異ならせていることを特徴とする無段変速機用ベルトである。
Further, the invention according to
一方、請求項3の発明は、板状に形成されて互いに対向して環状に配列される多数のエレメントを、互いに幅方向に並列して配列される複数の無端環状のリングでそれらエレメントとリングとの相対移動が可能なように結束して構成されるとともに、溝の幅を変更可能な1対のプーリに前記エレメントが挟み付けられるように前記溝に巻き掛けられる無段変速機用ベルトにおいて、少なくとも2つの前記リングの周長が相対的に異なっていることを特徴とする無段変速機用ベルトである。
On the other hand, according to the invention of
また、請求項4の発明は、請求項3の発明において、前記1対のプーリにおけるそれぞれの中心位置が相対的にずれた状態で前記エレメントが前記いずれか一方のプーリの溝にその一方のプーリの中心軸線を含む面に対して傾斜して進入する芯ずれが生じた際に前記エレメントの進行方向に対して遅れる端部側に配列された少なくとも1つの前記リングの周長を、前記芯ずれが生じた際に前記エレメントの進行方向に対して進む端部側に配列された少なくとも1つの前記リングの周長よりも短くすることにより、少なくとも2つの前記リングの周長を相対的に異ならせていることを特徴とする無段変速機用ベルトである。
According to a fourth aspect of the present invention, in the third aspect of the present invention, in the state where the center positions of the pair of pulleys are relatively shifted, the element is inserted into the groove of one of the pulleys. When the misalignment that inclines and enters with respect to the plane including the central axis of the ring, the circumferential length of at least one of the rings arranged on the end side that is delayed with respect to the traveling direction of the element is calculated as the misalignment. The circumferential length of at least two of the rings is made relatively different by making it shorter than the circumferential length of at least one of the rings arranged on the end side that advances in the direction of travel of the element. A continuously variable transmission belt.
さらに、請求項5の発明は、請求項1ないし4のいずれかの発明において、前記多数のエレメントが、その板厚が幅方向における左右で相対的に異なっている姿勢矯正用エレメントを含んでいることを特徴とする無段変速機用ベルトである。
Further, the invention of
そして、請求項6の発明は、請求項1ないし5のいずれかに記載の前記無段変速機用ベルトを備えていることを特徴とするベルト式無段変速機である。
A sixth aspect of the present invention is a belt-type continuously variable transmission comprising the continuously variable transmission belt according to any one of the first to fifth aspects.
したがって、請求項1の発明によれば、無段変速機用ベルトがプーリに巻き掛かっている部位では、エレメントとプーリとの間で動力を受け渡す箇所すなわち接触部と、リングがエレメントに接触している箇所とのプーリの中心からの半径が異なっているから、エレメントとリングとの間に相対的な滑りが生じる。そして、リングがその内周側へエレメントを押圧する力、すなわちリングの張力によりエレメントをプーリの中心方向へ押圧する押し付け力が、無段変速機用ベルトの幅方向に並列して配列される複数のリングのうち、少なくとも2つのリングの間で異なっているため、無段変速機用ベルトの幅方向において、例えば、押し付け力が小さいリングが配列されている側に対して、押し付け力が大きいリングが配列されている側で、エレメントとリングとの間の摩擦力が大きくなる。その結果、押し付け力が大きいリングが配列されている側をベルトの走行方向の前方側に押す力が生じ、これがエレメントの向きを変化させるモーメントとなる。そのため、プーリの溝に進入するエレメントの向きが、そのトルクによって是正されて、エレメントのプーリに対するいわゆる片当たりやそれに伴うエレメントもしくはプーリの摩耗を防止もしくは抑制することができる。 Therefore, according to the first aspect of the present invention, at the portion where the continuously variable transmission belt is wound around the pulley, the portion where the power is transferred between the element and the pulley, that is, the contact portion, and the ring contact the element. Since the radius from the center of the pulley is different from the point where it is located, a relative slip occurs between the element and the ring. A plurality of forces in which the ring presses the element toward the inner peripheral side, that is, a pressing force that presses the element toward the center of the pulley by the tension of the ring, are arranged in parallel in the width direction of the continuously variable transmission belt. Since the ring is different between at least two rings, in the width direction of the continuously variable transmission belt, for example, a ring having a large pressing force with respect to a side where the ring having a small pressing force is arranged The frictional force between the element and the ring increases on the side where the elements are arranged. As a result, a force is generated that pushes the side on which the ring having a large pressing force is arranged to the front side in the running direction of the belt, and this becomes a moment that changes the direction of the element. Therefore, the direction of the element entering the groove of the pulley is corrected by the torque, so that the so-called one-sided contact of the element with the pulley and the accompanying wear of the element or the pulley can be prevented or suppressed.
また、多数のエレメントを環状に結束する複数のリングのうち、少なくとも2つのリングの周長をそれぞれ異ならせることにより、言い換えると、少なくとも2つのリングの周長に対して差を設けることにより、それらの間の前記押し付け力に差が設けられる。すなわち、少なくとも2つのリングの周長に差を設けることによって、それらのリングがプーリに巻き掛けられた状態における張力に差が生じ、その結果、少なくとも2つのリングによるエレメントに対する押し付け力に差が設けられる。そのため、少なくとも2つのリングの間で、それらのリングによるエレメントに対する押し付け力を容易に異ならせることができる。
Further, among a plurality of rings for tying the multi-number of elements of the ring, by varying the circumferential length of at least two rings, respectively, in other words, by providing a difference in the circumferential length of at least two rings, A difference is provided in the pressing force between them. That is, by providing a difference in the circumferential length of at least two rings, a difference occurs in the tension when the rings are wound around the pulley, resulting in a difference in the pressing force against the element by the at least two rings. It is done. Therefore, the pressing force with respect to the element by those rings can be easily varied between at least two rings.
さらに、請求項2の発明によれば、いわゆる芯ずれが生じた際に、エレメントの進行方向に対して遅れる端部側に配列されるリングの周長が、他方のエレメントの進行方向に対して進む端部側に配列されるリングの周長よりも短く形成されることにより、エレメントの進行方向に対して遅れる端部側のエレメントとリングとの間の摩擦力が増大する。その結果、エレメントの進行方向に対して遅れる端部側をベルトの走行方向の前方側に押す力が生じ、これがエレメントの向きを変化させるモーメントとなる。そのため、ベルトを構成しているエレメントのプーリに対する姿勢もしくは傾きを積極的に矯正して、エレメントのプーリに対するいわゆる片当たりやそれに伴うエレメントもしくはプーリの摩耗を、より確実に防止もしくは抑制することができる。
Furthermore, according to the invention of
一方、請求項3の発明によれば、無段変速機用ベルトがプーリに巻き掛かっている部位では、エレメントとプーリとの間で動力を受け渡す箇所すなわち接触部と、リングがエレメントに接触している箇所とのプーリの中心からの半径が異なっているから、エレメントとリングとの間に相対的な滑りが生じる。そして、多数のエレメントを環状に結束する複数のリングのうち、少なくとも2つのリングの周長をそれぞれ異ならせることにより、言い換えると、少なくとも2つのリングの周長に対して差を設けることにより、それらのリングがプーリに巻き掛けられた状態における張力に差が生じ、少なくとも2つのリングによるエレメントに対する押し付け力に差が設けられる。その結果、例えば、無段変速機用ベルトの幅方向において、周長が長いリングが配列されている側に対して、周長が短いリングが配列されている側で、エレメントとリングとの間の摩擦力が大きくなる。その結果、周長が短いリングが配列されている側をベルトの走行方向の前方側に押す力が生じ、これがエレメントの向きを変化させるモーメントとなる。そのため、プーリの溝に進入するエレメントの向きが、そのトルクによって是正されて、エレメントのプーリに対するいわゆる片当たりやそれに伴うエレメントもしくはプーリの摩耗を防止もしくは抑制することができる。
On the other hand, according to the invention of
また、請求項4の発明によれば、いわゆる芯ずれが生じた際に、エレメントの進行方向に対して遅れる端部側に配列されるリングの周長が、他方のエレメントの進行方向に対して進む端部側に配列されるリングの周長よりも短く形成されることにより、エレメントの進行方向に対して遅れる端部側のエレメントとリングとの間の摩擦力が増大する。その結果、エレメントの進行方向に対して遅れる端部側をベルトの走行方向の前方側に押す力が生じ、これがエレメントの向きを変化させるモーメントとなる。そのため、ベルトを構成しているエレメントのプーリに対する姿勢もしくは傾きを積極的に矯正して、エレメントのプーリに対するいわゆる片当たりやそれに伴うエレメントもしくはプーリの摩耗を、より確実に防止もしくは抑制することができる。
According to the invention of claim 4, when a so-called misalignment occurs, the circumferential length of the ring arranged on the end side that is delayed with respect to the traveling direction of the element is equal to the traveling direction of the other element. By being formed shorter than the circumferential length of the ring arranged on the advancing end side, the frictional force between the element on the end side and the ring delayed with respect to the traveling direction of the element increases. As a result, a force is generated that pushes the end side delayed with respect to the traveling direction of the element toward the front side in the belt traveling direction, and this becomes a moment for changing the direction of the element. Therefore, the posture or inclination of the element constituting the belt with respect to the pulley can be positively corrected, and so-called per-contact of the element with respect to the pulley and the accompanying wear of the element or pulley can be more reliably prevented or suppressed. .
さらに、請求項5の発明によれば、例えば、いわゆる芯ずれが生じている状態であっても、ベルトの走行方向における姿勢矯正用エレメント以降のエレメントのプーリに対する姿勢もしくは傾きを矯正して、エレメントのプーリに対するいわゆる片当たりやそれに伴うエレメントもしくはプーリの摩耗を防止もしくは抑制することができる。
Further, according to the invention of
そして、請求項6の発明によれば、例えば、いわゆる芯ずれが生じている状態であっても、ベルトを構成しているエレメントのプーリに対する姿勢もしくは傾きを積極的に矯正して、エレメントのプーリに対するいわゆる片当たりやそれに伴うエレメントもしくはプーリの摩耗を防止もしくは抑制し、ひいては耐久性に優れたベルト式無段変速機を得ることができる。
According to the invention of
つぎに、この発明を図面を参照して具体的に説明する。図2に、この発明に係る無段変速機用ベルト1の一部を示してあり、このベルト1は、多数のエレメント2を、それぞれの向きを揃えて環状に配列し、これを2本のリング3,4で結束して構成されている。そのエレメント2は、具体的には、図1に示すように、金属製の板片状の部材であって、その幅方向(図1での左右方向)における左右の両側面5,6がエレメント2を正面から見た状態でいわゆるV字状に傾斜した面として形成された基体(本体)部分である板部7を有し、それら傾斜した左右側面5,6が動力の伝達に関与する摩擦面となっている。
Next, the present invention will be specifically described with reference to the drawings. FIG. 2 shows a part of a continuously
板部7の幅方向における中央部には、図1での上方に延びた、言い換えると、板部7からベルト1の厚さ方向に延出した首部8が形成されている。その首部8の上端部には、板部7の幅方向での両側に傘状に延びた頭部9が首部8と一体に形成されている。したがって板部7の図1での上側のエッジ部分と頭部9の図1での下側のエッジ部分との間に、図1での左右方向に開いたスリット部(溝部)10,11が形成されている。このスリット部10,11は、互いに密着して環状に配列されたエレメント2を環状に結束するためのリング3,4を挿入して巻き掛けるための部分であり、したがって板部7の図1での上側のエッジ部分が、リング3,4の内周面(最内層面)12,13を接触させて載せるサドル面14,15となっている。
A neck portion 8 extending upward in FIG. 1, in other words, extending from the
エレメント2は、互いにほぼ密着した状態で環状に配列され、かつリング3,4によって結束されるので、ベルト1の全体として湾曲する部分で、密着状態を維持して滑らかに湾曲するようにするために、各エレメント2の図1での下側の部分(環状に配列した状態での中心寄りの部分)が薄肉化されている。すなわち、板部7の一方の面(例えば図1における正面)における前記サドル面14,15より所定寸法下がった(オフセットされた)部分から下側(図1での下側)の部分が削り落とされた状態で次第に薄肉化されている。したがって、各エレメント2が扇形に拡がって接触する状態、言い換えると、各エレメント2が円弧状に湾曲して配列されてベルト1として湾曲する場合に、その板厚の変化する境界部分で接触する。この境界部分のエッジが、ロッキングエッジ16となっている。
The
また、各エレメント2の頭部9には、隣接するエレメント2同士の相対的な位置を決めるための凸部(ディンプル)17とその反対側の凹部(ホール)(図示せず)とが形成されている。すなわち、前述した首部8の延長位置(あるいは頭部9の中央部)に凸部17が形成され、この凸部17とは反対側の面に凹部(ホール)が形成されている。
Further, the
リング3,4は、金属製の薄い帯状材を複数枚積層して構成されている。そして、一方のリング3が、向きを揃えて環状に配列された多数のエレメント2における一方のスリット部10に挿入され、また他方のリング4が他方のスリット部11に挿入され、それぞれのリング3,4の内周面12,13がサドル面14,15に接触している。
The
そして、図3に、上記のベルト1が使用されるベルト式無段変速機CVTの構成例を示してある。図3に示すように、ベルト式無段変速機CVTは、中心軸線L1,L2を互いに平行にして配置された駆動プーリ18と従動プーリ19とを備えている。これらのプーリ18,19は、軸線方向に対して固定された固定プーリ18a,19aと、その固定プーリ18a,19aに対して接近・離隔するように軸線方向に対して移動可能に設けられた可動プーリ18b,19bとから構成されており、それぞれの可動プーリ18b,19bをその背面側に設けられた油圧アクチュエータ18c,19cによって軸線方向に移動させるようになっている。なお、一方のプーリ18,19における固定プーリ18a,19aの半径方向で外側に、他方のプーリ19,18における可動プーリ19b,18bが配置されている。これは、各プーリ18,19の軸線方向での中心位置が、変速比に応じてずれるいわゆる芯ずれを可及的に少なくするためである。
FIG. 3 shows a configuration example of a belt type continuously variable transmission CVT in which the
それぞれ対をなす固定プーリ18a,19aと可動プーリ18b,19bの互いに対向する側の面は、テーパー状のコーン面18d,19dとなっており、これらのコーン面18d,19dによって断面形状がV字状をなす溝20,21が形成されている。したがってその溝20,21の幅(各プーリ18,19の軸線方向に測った間隔)が、可動プーリ18b,19bを軸線方向に移動させることにより変化するようになっている。
The opposing surfaces of the fixed
前述した各エレメント2における左右の側面5,6は、上記の溝20,21の開き角度(傾斜角度)に一致するように傾斜しており、したがってベルト1を各プーリ18,19に巻き掛けることにより、各エレメント2が溝20,21に嵌り込んでコーン面18d,19dに面接触するように構成されている。また、その状態で、可動プーリ18b,19bを軸線方向に押圧することにより、ベルト1の挟圧力を生じさせて、伝達トルク容量を設定するようになっている。
The left and right side surfaces 5 and 6 of each
ベルト式無段変速機CVTでの変速比は、駆動プーリ18と従動プーリ19との回転数の比であるから、駆動プーリ18の溝幅を大きくしてベルト1の巻き掛け半径を小さくするとともに、従動プーリ19の溝幅を小さくしてベルト1の巻き掛け半径を大きくすれば、変速比が大きくなる。これとは反対に、駆動プーリ18の溝幅を小さくしてベルト1の巻き掛け半径を大きくするとともに、従動プーリ19の溝幅を大きくしてベルト1の巻き掛け半径を小さくすれば、変速比が小さくなる。このようにして変速比を大小に変化させる場合、各プーリ18,19における可動プーリ18b,19bを互いに反対方向に移動させるから、芯ずれGが生じる。その状態を図3に示してあり、この状態でベルト1が図3の矢印Aの方向に走行しているとすると、緩み側にある各エレメント2は、従動プーリ19における溝21に傾いた状態で進入する。ここで、傾いているとは、エレメント2が、プーリ18,19の中心軸線L1,L2を含む面に対して平行にならずに交差する方向を向いている状態である。
The gear ratio in the belt type continuously variable transmission CVT is the ratio of the rotational speeds of the
このように傾いた状態で溝21に進入したエレメント2の左右両側面5,6は、その全面でコーン面19dに接触せずに、図4の(a)に示すように、片当たり(もしくは肩当たり)する。前述したように、左右両側面5,6とコーン面19dとが片当たりすると、それらの間の接触面圧が大きくなり、左右両側面5,6、あるいはコーン面19dの摩耗が進行するおそれがある。そこで、この発明によるベルト1は、プーリ18,19の芯ずれが生じた場合に、エレメント2の姿勢をエレメント2とプーリ19との片当たりを解消する方向に矯正させるために、ベルト1がプーリ18,19に巻き掛けられた状態でリング3,4がその内周側へエレメント2を押圧する押し付け力が、エレメント2の左右で異なるように構成されている。言い換えると、ベルト1がプーリ18,19に巻き掛けられた状態で、リング3がその内周側へエレメント2を押圧する押し付け力FRと、リング4がその内周側へエレメント2を押圧する押し付け力FLとが異なるように構成されている。
The left and right side surfaces 5 and 6 of the
具体的には、リング3,4の内周面12,13の周方向の長さである周長L3,L4が、それぞれ相対的に異なるようにリング3,4がそれぞれ形成されている。言い換えると、リング3の周長L3とリング4の周長L4とに差が設けられるようにリング3,4がそれぞれ形成されている。
Specifically, the
図5,図6に示すように、駆動プーリ18におけるベルト1の巻き掛かり径をDinとすると、リング1のリング張力Tと、駆動プーリ18に入力される入力トルクTinとの間には、
T=Tin/Din ・・・・・(1)
の関係が成立し、入力トルクTinを一定(=const)とすると、
T=const/Din ・・・・・(2)
となり、リング張力Tは、入力トルクTinが一定の場合、ベルト巻き掛かり径Dinの大きさに応じて変化する。
As shown in FIGS. 5 and 6, when the winding diameter of the
T = Tin / Din (1)
And the input torque Tin is constant (= const),
T = const / Din (2)
Thus, the ring tension T changes according to the belt winding diameter Din when the input torque Tin is constant.
一般に、プーリ18,19に巻き掛かっている部分のベルト1は、図6に示すように、ベルト巻き掛かり半径、すなわちプーリ18,19の中心からリング3,4の内周面12,13までの距離r1と、プーリ18,19の中心からエレメント2のロッキングエッジ16までの距離r2との大きさが相違していて、その結果、エレメント2とリング3,4との間の摩擦力とエレメント2とプーリ18,19との間の摩擦力とが相違することから、エレメント2とリング3,4との間で相対滑りが生じる。
In general, as shown in FIG. 6, the
また、図6に示すように、上記のベルト巻き掛かり径Dinは、ベルト巻き掛かり半径r1により、
Din=2・r1 ・・・・・(3)
として表され、また、エレメント2のロッキングエッジ16とリング3,4の内周面12,13との間の距離δ、言い換えると、エレメント2のロッキングエッジ16とサドル面14,15その間の距離δ、すなわち、いわゆるオフセット量δは、ベルト巻き掛かり半径r1、およびプーリ18,19の中心からエレメント2のロッキングエッジ16までの距離r2により、
δ=r1−r2 ・・・・・(4)
として表され、その結果、これら(1)ないし(4)式により、リング1のリング張力Tは、
T=const/{2(δ+r2)} ・・・・・(5)
として表すことができる。
Further, as shown in FIG. 6, the belt wrapping diameter Din is determined by the belt wrapping radius r1,
Din = 2 · r1 (3)
And the distance δ between the locking
δ = r1−r2 (4)
As a result, according to these equations (1) to (4), the ring tension T of the
T = const / {2 (δ + r2)} (5)
Can be expressed as
ここで、エレメント2とリング3,4との間で生じる摩擦力Pは、リング張力Tに応じて変化する。したがって、リング張力T、すなわち摩擦力Pは、入力トルクTinが一定の場合、オフセット量δ、言い換えると、エレメント2のロッキングエッジ16とリング3,4の内周面12,13との間の距離δの大きさに応じて変化することになる。
Here, the frictional force P generated between the
そのため、ロッキングエッジ16とリング3,4の内周面12,13との間の距離δをエレメント2の幅方向の左右で異なるように、すなわち、ロッキングエッジ16とリング3,4の内周面12,13との間の距離δが、ベルト1の幅方向での一方で相対的に短く、かつベルト1の幅方向での他方で相対的に長くなるように、言い換えると、ロッキングエッジ16とリング3の内周面12との間の距離と、ロッキングエッジ16とリング4の内周面13との間の距離とを異なるように構成することにより、エレメント2すなわちベルト1の幅方向における左右で、エレメント2とリング3,4との間で作用する摩擦力Pを異ならせることができる。
Therefore, the distance δ between the locking
そして、エレメント2とリング3,4との間には、例えば、図7,図8に示すような各種の力、すなわち、リング3,4の張力T,T+dT、その張力T,T+dTによりリング3,4からエレメント2の高さ方向(図7での上下方向、プーリ18,19の径方向)に作用する力Tdθ(すなわち押し付け力FR,FL)、エレメント2とリング3,4との間の摩擦係数をμ1とした場合に力Tdθ(押し付け力FR,FL)によりエレメント2とリング3,4との間に作用する摩擦力μ1・Tdθ(=P)、ベルト1の走行時に隣接するエレメント2から受ける圧縮力C,C+dC、エレメント2の左右側面5,6に作用するプーリ18,19から受ける圧縮力(挟圧力、狭持力)N、エレメント2とプーリ18,19との間の摩擦係数をμ2とした場合に挟圧力Nによりエレメント2とプーリ18,19との間に作用する摩擦力μ2・N、などの力の伝達が存在する。
Between the
したがって、上記のように、リング3の周長L3とリング4の周長L4とを異ならせることにより、力Tdθを変化させて、すなわち押し付け力FR,FLを異ならせることができ、その結果、エレメント2の幅方向での左右で摩擦力μ1・Tdθを異ならせて、前述の図4の(a)に示すような、エレメント2をスピンさせる力、すなわち、プーリ18,19の芯ずれの状態で、ベルト1がプーリ19における溝21に傾いた状態で進入する場合に、エレメント2とプーリ19との片当たりを解消する方向に矯正する力を作用させることができる。
Therefore, as described above, by making the circumference L3 of the
前述したように、図4の(a)に示すようにプーリ19の溝21に進入したエレメント2においては、リング3,4とエレメント2との間に滑りが生じるが、この発明に係るベルト1では、そのリング3,4とエレメント2との間の滑りが生じた場合の摩擦力を利用して、エレメント2に対してその姿勢(もしくは向き)を矯正するトルクを生じさせることができるように、言い換えると、エレメント2もしくはベルト1の走行方向に対して後退する(もしくは遅れる)側の端部において摩擦力が大きく、これとは反対側、すなわちエレメント2もしくはベルト1の走行方向に対して前進する(もしくは進む)側の端部において摩擦力が相対的に小さくなるように構成されている。
As described above, in the
すなわち、上記のように、ベルト1の進行方向に対して後退もしくは遅れる一方の端部側(遅れ側)(図4の(a)での上側)に位置するリング3の周長L3が、他方の端部側(進み側)(図4の(a)での下側)に位置するリング4の周長L4よりも短くなるように構成されている。
That is, as described above, the circumferential length L3 of the
そのため、エレメント2の遅れ側に作用するリング3のリング張力TRが、エレメント2の進み側に作用するリング4のリング張力TLよりも大きくなり、すなわち、エレメント2の遅れ側に作用するリング3の押し付け力FRが、エレメント2の進み側に作用するリング4の押し付け力FLよりも大きくなり、その結果、遅れ側に作用するエレメント2とリング3との間の摩擦力PRが、進み側に作用するエレメント2とリング4との間の摩擦力PLよりも大きくなることによって、遅れ側にこの部分を進める方向に大きい摩擦力が生じることになる。その結果、エレメント2の全体としては、その傾きを矯正する方向にトルクが作用して、図4の(b)に示すように、エレメント2の姿勢が、従動プーリ19の中心軸線L2と平行になり、エレメント2の従動プーリ19に対するいわゆる片当たりが是正もしくは矯正される。
Therefore, the ring tension TR of the
なお、エレメント2の姿勢の矯正が生じるのは、上述したトルクが生じることと併せて、プーリ18,19における溝20,21の幅が、軸の変形や各プーリ18a,19a,18b,19bの撓みなどによって入口側で広く、出口側で狭くなることが要因になっている。
The correction of the posture of the
このように、この発明に係るベルト1では、リング3,4によって結束されているエレメント2に対して、プーリ18,19との相対的な姿勢を矯正するトルクが生じるように、リング3の周長L3とリング4の周長L4とを相対的に異ならせ、エレメント2がリング3から受ける押し付け力FRとエレメント2がリング4から受ける押し付け力FLとを相対的に異ならせているので、プーリ18,19のコーン面18d,19dとエレメント2との接触面積が狭くなることが防止もしくは抑制される。そのため、過度な摩耗が生じないので、ベルト1やベルト式無段変速機CVTの耐久性を向上させることができる。
As described above, in the
なお、エレメント2の姿勢を矯正する必要があるのは、前述したベルト1の芯ずれGが生じた場合であるが、ベルト式無段変速機CVTの変速比が“1”もしくはこれに近い値にある場合に、ベルト1の芯ずれGがほぼゼロとなるように構成するのが一般的であり、したがって変速比が“1”もしくはこれに近い値より大きい場合と小さい場合とでは、芯ずれGの方向が反対となり、それに伴ってエレメント2の姿勢のズレも反対になる。このような構成であれば、エレメント2の姿勢を矯正する方向が反対になるが、変速比が大きい状態でのエレメント2の姿勢を矯正する要請が強いので、左右いずれの側の押し付け力FR,FLを大きくするか、言い換えると、リング3,4のいずれの側の周長L3,L4を短くするかは、変速比が大きい状態でのベルト1の芯ずれGの向きを考慮して決めればよい。また、押し付け力FR,FLの大きさ、言い換えると、周長L3,L4の長さは、ベルト1の芯ずれGの量に応じて、例えば、芯ずれGの量が多いほど押し付け力FRと押し付け力FLとの差が大きくなるように、言い換えると、周長L3と周長L4との差が大きくなるように、適宜に設定すればよい。
The posture of the
また、図9に、この発明に係る無段変速機用ベルト1の他の実施形態を示してある。すなわち、図9には、この発明の姿勢矯正用エレメントに相当するエレメント22の板厚方向における断面が示してある。このエレメント22は、その板厚が幅方向(図9での左右方向)における左右で相対的に異なっている。すなわち図9に示すように、エレメント22は、幅方向における左側の板厚tLに対して、右側の板厚tRが薄くなるように形成されている。
FIG. 9 shows another embodiment of the continuously
それら板厚tLと板厚tRとの板厚差は、図10に示すように、ベルト1の走行方向(図10の矢印D)に対するエレメント姿勢の傾きすなわちいわゆるヨーイング角度αに基づいて設定される。例えば、図9において、板厚tLと板厚tRとの板厚差によって生じる角度α’が、ヨーイング角度αと等しい角度、もしくはヨーイング角度αに相当する角度となるように、板厚tLと板厚tRとの板厚差が設定される。 The plate thickness difference between the plate thickness tL and the plate thickness tR is set based on the inclination of the element posture with respect to the running direction of the belt 1 (arrow D in FIG. 10), that is, the so-called yawing angle α, as shown in FIG. . For example, in FIG. 9, the plate thickness tL and the plate so that the angle α ′ caused by the plate thickness difference between the plate thickness tL and the plate thickness tR is equal to or equal to the yawing angle α. A difference in thickness from the thickness tR is set.
そして、このエレメント22、すなわち姿勢矯正用エレメント22が、多数のエレメント2の配列の中に配置されている。このように、エレメント2の配列の中に姿勢矯正用エレメント22が配置されることにより、図10に示すように、エレメント2がベルト1の進行方向Dに対してヨーイングした状態で従動プーリ19の溝21内に進入した場合であっても、姿勢矯正用エレメント22の位置で、ヨーイングが解消されて、その姿勢矯正用エレメント22以降のエレメント2において、エレメント2の姿勢が、従動プーリ19の中心軸線L2と平行になり、エレメント2の従動プーリ19に対するいわゆる片当たりが是正もしくは矯正される。
The
この姿勢矯正用エレメント22は、多数のエレメント2の配列の中の任意の位置に配置することが可能であるが、エレメント2の配列中の姿勢矯正用エレメント22の配置間隔は、ベルト式無段変速機CVTの変速比が最大の状態、すなわち駆動プーリ19の巻き掛かり径が最小になる状態で、駆動プーリ19の溝21内に進入しているエレメント2の枚数よりも少ない枚数毎に、姿勢矯正用エレメント22を配置することが好ましい。
The
すなわち、上記のように、駆動プーリ19の溝21内に姿勢矯正用エレメント22が進入している場合は、その姿勢矯正用エレメント22以降のエレメント2のヨーイングが矯正されるが、姿勢矯正用エレメント22が駆動プーリ19の溝21から排出されると、再びエレメント2のヨーイングが徐々に大きくなってくる。したがって、エレメント2の配列中の姿勢矯正用エレメント22を、駆動プーリ19の巻き掛かり径が最小になる状態で溝21内に進入しているエレメント2の枚数よりも少ない枚数毎に配置することによって、姿勢矯正用エレメント22によるエレメント2の姿勢矯正を適切に行うことができる。
That is, as described above, when the
このように、板厚が幅方向における左右で相対的に異なっている姿勢矯正用エレメント22を用いることにより、例えば、いわゆる芯ずれが生じている状態であっても、ベルト1の走行方向における姿勢矯正用エレメント22以降のエレメント2の駆動プーリ19に対する姿勢もしくは傾きを矯正して、エレメント2の駆動プーリ19に対するいわゆる片当たりやそれに伴うエレメント2もしくは駆動プーリ19の摩耗を防止もしくは抑制することができる。
Thus, by using the
なお、この発明は、上述した具体例に限定されないのであって、エレメントの形状は、具体例で示した形状以外のものであってもよい。また、具体例で示したリングを左右に合計で2本使用するタイプのベルト以外に、3本以上の複数のリングでエレメントを環状に結束するタイプのベルトにも適用することもできる。 In addition, this invention is not limited to the specific example mentioned above, Comprising: The shape of an element may be other than the shape shown in the specific example. Further, in addition to a belt of a type that uses a total of two rings on the left and right sides shown in the specific example, it can also be applied to a belt of a type in which elements are bundled in an annular shape by a plurality of three or more rings.
1…ベルト、 2…エレメント、 3,4…リング、 5,6…左右側面、 7…板部(基体部、本体部)、 8…首部、 12,13…内周面、 14,15…サドル面、 16…ロッキングエッジ、 18…駆動プーリ、 19…従動プーリ、 20,21…溝、 22…姿勢矯正用エレメント、 CVT…ベルト式無段変速機。
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